核心优势： 1.8V-5.5V宽输入/输出 | 3.1A负载能力 | CMCOT拓扑（低纹波）| 同步整流 | PSM轻载高效 | I2C可编程（电流限制/频率/软启动）| 平均输出电流限制550mA-3100mA可编程 | 输出过压/短路保护 | 输出放电 | True Load Disconnect | UQFN-9L超小封装。

 

1. 产品概述与市场定位

随着智能手机、可穿戴设备及物联网终端对电池续航能力的要求不断提高，新一代锂电池（如高电压 LiCoO2 或 LiFePO4）在放电末期电压可能低于系统所需的最低工作电压（例如3.3V）。CXSU63318C 作为一款 同步升压转换器，能够在电池电压低至1.8V时仍稳定输出所需电压（最高5.5V），从而充分利用电池容量，延长设备运行时间。芯片的 CMCOT 控制架构 在输入电压接近输出时仍可保持极低输出纹波，非常适合对电源噪声敏感的射频和音频电路。其 PSM 轻载模式 在轻载时自动降低开关频率，减少损耗，提升整体效率。CXSU63318C 还提供 I2C 接口，用户可通过寄存器灵活配置平均输出电流限制（550mA-3100mA，16级可调）、开关频率（500kHz/1MHz/2MHz）、软启动电流以及扩频调制等参数，实现系统级电源优化。芯片内置 输出放电功能，在关断后10ms内快速泄放输出电容余电，确保下次上电时序可靠。CXSU63318C 采用 UQFN-9L（2×2mm） 超小封装，配合小尺寸外围元件，整体方案面积小，非常适合空间受限的便携设备。

2. 主要特点与技术亮点

• 极少外部元件：仅需 1.5μH 电感、22μF 输入电容和 22μF×2 输出电容（0805 尺寸）。
• 输出电压可调：通过外部反馈电阻分压，FB 参考电压为 0.5V，可灵活设定 1.8V 至 5.5V 任意输出。
• I2C可编程参数：平均输出电流限制（550mA-3100mA，16级）、开关频率（500kHz/1MHz/2MHz）、软启动电流（0.5A-2A）、扩频调制使能、输出放电使能等。
• 内部补偿：无需外部补偿网络，简化设计。
• 保护功能：输入欠压锁定（UVLO）、逐周期谷值电流限制（6A）、输出过压保护（6V）、输出短路保护、过温保护（160°C）。
• 故障恢复：发生故障后 20ms 自动重启。

3. 引脚配置与功能描述

CXSU63318C 采用 UQFN-9L（2×2mm，FC）封装，主要引脚包括：EN（使能）、VOUT（输出）、SW（开关节点）、PGND（功率地）、SDA（I2C数据）、GND（模拟地）、FB（反馈输入，参考0.5V）、VIN（电源输入）、SCL（I2C时钟）。详细引脚分布请参考数据手册。

图1. 引脚封装图（UQFN-9L 顶视图）

4. 典型应用电路

CXSU63318C 的典型应用电路包含输入电容 CIN（22μF）、输出电容 COUT（22μF×2）、功率电感 L（1.5μH）、反馈分压电阻 R1/R2、使能控制 EN 以及 I2C 上拉电阻。芯片通过 FB 引脚检测输出电压，经内部误差放大器与 0.5V 参考比较后控制升压占空比，实现稳定输出。I2C 接口用于配置芯片内部寄存器。

图2. 典型应用电路（CXSU63318C 升压稳压器）

5. 极限参数与电气特性

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN, FB, EN, SW, SDA, SCL	对 GND 电压	-0.2	6	V
VOUT	对 GND 电压	—	6	V
TJ	结温范围	-40	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD（HBM）	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VIN 输入电压	1.8	5.5	V
VOUT 输出电压	1.8	5.5	V
环境温度	-40	85	°C
结温	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VIN 工作范围	—	1.8-5.5	V
VOUT 范围	—	1.8-5.5	V
UVLO 上升阈值	—	1.7	V
UVLO 下降阈值	—	1.6	V
FB 参考电压	CCM模式	0.5	V
输出电压精度（I2C）	CCM模式	±1	%
关断电流	EN=0	0.1	μA
静态电流	闭环，空载	120	μA
预充电电流	—	1	A
开关频率	VOUT - VIN > 1V，CCM	0.5	MHz
谷值电流限制	—	6	A
高侧开关 RON	VIN=5V	43	mΩ
低侧开关 RON	VIN=5V	26	mΩ
平均输出电流限制范围	可编程	550-3100	mA
平均输出电流限制（默认）	—	3100	mA
输出过压保护	—	6	V
热关断阈值	—	160	°C
热关断滞回	—	30	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 CMCOT 控制与 PSM 模式

CXSU63318C 采用 CMCOT（恒定导通时间 + 电流模式控制） 架构，在输入电压接近输出电压时仍能保持极低输出纹波，并具有快速的瞬态响应。轻载时，芯片自动进入 PSM（Power Save Mode），通过脉冲频率调制降低开关损耗，提升轻载效率。在 PSM 模式下，输出电压会略高于设定值，当负载增加时自动切换至 PWM 模式。

6.2 I2C 可编程功能

CXSU63318C 提供 I2C 接口（从机地址 0x39，7位），支持快速模式（400kbps）。可通过寄存器配置以下参数：

• 平均输出电流限制（ILIM_AVG）：16级可编程，范围 550mA-3100mA，默认 3100mA。
• 软启动电流限制（ILIM_SS）：可设置为 3000mA-6000mA（步进 500mA），默认 3000mA。
• 开关频率（FSW）：可选 500kHz（默认）、1MHz、2MHz。
• 软启动预充电电流（IPCHG）：可选 0.5A、1A（默认）、1.5A、2A。
• 扩频调制（SSFM）：使能后改善 EMI 性能。
• 输出放电（EN_Discharge）：使能后 EN 拉低时输出放电 10ms。
• 谷值电流限制使能（ILIM_OFF）：可禁用谷值电流限制。

6.3 输出电压设置

输出电压通过外部反馈电阻分压设定，FB 引脚参考电压为 0.5V。计算公式为：
VOUT = VFB × (1 + R1/R2)，其中 VFB = 0.5V。建议 R2 取值在 100kΩ 左右，以兼顾功耗和噪声抑制。

6.4 保护机制

• 输入欠压锁定（UVLO）：VIN 低于 1.6V 时关闭芯片，高于 1.7V 时恢复。
• 逐周期谷值电流限制：监测电感电流，防止过流，限流值约 6A。
• 输出过压保护（OVP）：输出电压超过 6V 时关断功率管，防止损坏负载。
• 输出短路保护：输出对地短路时，芯片进入故障态并尝试重启。
• 过温保护（OTP）：结温超过 160°C 时关断，冷却 30°C 滞回后重启。
• 输出放电功能：EN 拉低后，内部放电开关导通 10ms，快速泄放输出电容余电。
• True Load Disconnect：关断时输出与输入物理断开，防止反向漏电。

6.5 元件选型指导

• 电感 L：推荐 1.5μH，饱和电流 ≥6A，DCR 低（如 TDK SPM6530T 或 Taiyo Yuden NRS5040T）。
• 输入电容 CIN：至少 22μF 陶瓷电容（X5R/X7R，耐压 ≥16V），靠近 VIN 和 GND 放置，另加 1μF 高频旁路电容。
• 输出电容 COUT：推荐 22μF × 2 陶瓷电容（X5R/X7R，耐压 ≥10V），靠近 VOUT 和 PGND，以降低输出纹波。纹波计算：COUT = tSW × (1 - VIN/VOUT) × ILOAD / VRIPPLE(P-P)。
• 反馈电阻：R2 取 100kΩ 左右，R1 = R2 × (VOUT/0.5 - 1)。
• I2C 上拉电阻：SCL/SDA 需外接上拉电阻（典型 4.7kΩ-10kΩ）至 1.8V 电源。

7. 基于 CXSU63318C 的智能手机电源设计实例

设计目标：一款旗舰智能手机，采用单节 LiFePO4 电池（标称3.2V，放电终止电压2.5V），需为系统 PMIC 提供稳定的 3.8V/2.8A 电源，并支持 I2C 动态配置电流限制以适配不同负载场景。

• 系统配置：选用 CXSU63318C（UQFN-9L 封装），VIN=2.5V-4.2V，VOUT 设定为 3.8V（通过 R1/R2 设定），最大负载 2.8A。
• 电感：1.5μH，饱和电流 6.5A（如 TDK SPM6530T）。
• 输入电容：22μF/16V X5R（0805）靠近 VIN，另加 1μF 旁路电容。
• 输出电容：两个 22μF/10V X5R（0805）并联，靠近 VOUT。
• 控制逻辑：EN 接系统使能信号，I2C 总线连接主控，用于配置平均输出电流限制（设为 3.0A）和开关频率（500kHz）。
• 启动过程：系统上电后，EN 置高，芯片经过 LIN1/LIN2 预充、软启动后进入升压模式，当电池电压高于 4.0V 时自动切换为直通模式，降低功耗。
• 动态电流限制：在游戏等高功耗场景下，主控通过 I2C 将电流限制设为 3.1A（最大值），确保充足供电；在待机模式下可降低限流值以保护电池。
• 故障处理：若输出过载或短路，芯片进入故障态，20ms 后自动重启。

8. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：输入电容、LX 引脚、电感、输出电容和 PGND 之间的走线应短而宽，减少寄生电阻和电感。
• 输入电容靠近 VIN：CIN 必须尽可能靠近 VIN 和 GND 引脚，以降低高频噪声。
• 输出电容靠近 VOUT：COUT 应紧靠 VOUT 和 PGND 放置，确保低 ESR 路径，降低输出纹波。
• LX 节点面积最小化：LX 引脚连接电感，该节点高频开关，铜皮面积应尽量小以减少 EMI 辐射。
• 地线分割：AGND 和 PGND 应独立走线，在芯片下方或靠近散热焊盘处单点连接，避免功率地噪声污染小信号地。
• 反馈网络就近放置：FB 分压电阻应靠近 FB 引脚，并远离 LX 等噪声节点。
• 散热设计：UQFN-9L 封装底部有散热焊盘，应焊接至 PCB 大面积铜箔，并加过孔辅助散热。θJA 为 111.5°C/W，在 TA=25°C 时最大耗散功率约 0.89W。
• I2C 走线：SCL/SDA 走线应远离功率噪声源，上拉电阻靠近芯片放置。

9. 订购信息与技术支持

CXSU63318C 采用 UQFN-9L（2×2mm，FC） 封装，无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。如需获取完整数据手册、应用笔记或设计咨询，请通过以下方式联系。